轮毂电机四轮独立驱动多功能性能试验台架制造技术

本发明专利技术提供一种轮毂电机四轮独立驱动多功能性能试验台架，包括控制系统、数据采集系统、电气系统、供能系统和4套单轮台架；其中每套单轮台架分别包括测试系统、被测系统和台架支撑结构；测试系统包括测功电机、增速器、扭矩传感器和扰性联轴器，增速器上集成了测试换档执行机构；被测系统包括减速器和被测轮毂电机；减速器与扰性联轴器连接；台架支撑结构包括底座，底座上设有测试系统支撑部分和被测系统支撑部分；四个测试系统通过CAN总线形成一个测试系统网络，四个被测系统通过CAN总线形成一个被测系统网络。本发明专利技术能够完成轮毂电机四轮独立驱动电动汽车动力系统的联调基本性能试验，也能对单个轮毂电机单独进行性能测试试验。

【技术实现步骤摘要】
轮毂电机四轮独立驱动多功能性能试验台架
本专利技术涉及电动汽车试验测试领域，尤其涉及一种轮毂电机四轮独立驱动多功能性能试验台架。
技术介绍
轮毂电机四轮独立驱动电动汽车必将是未来电动汽车发展的必然方向之一，具有布置简单、低底盘、驱动方式多样性、驱动力矩大、可控性强等优点。轮毂电机是一个将驱动、制动、减速装置集成在一起的动力装置，主要用于四轮独立驱动车辆。轮毂电机四轮独立驱动电动汽车可以实现多种运动形式，如原地转弯、楔形运动，使得其控制策略较为复杂、控制精度较高，但与传统的内燃机四轮独立驱动的车辆存在一定的差异性。对于越野工况，由于地形和路面的复杂性，使得对越野工况的研究更为复杂，而轮毂电机四轮独立驱动电动汽车具有良好的越野性能，使其应用的车辆方向之一。 目前，轮毂电机四轮独立驱动电动汽车主要出于理论研究阶段，而一般采用实车进行试验，使得试验成本较高，且不具备多次利用性和重复性。因此，需要设计单独的试验台架来完成对轮毂电机四轮独立驱动的性能进行测试，同时还要能够对四台轮毂电机进行联调，模拟一般路面工况和越野工况。在此基础上，对不同工况下的轮毂电机四轮驱动系统的控制策略进行初步验证试验。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是:提供一种轮毂电机四轮独立驱动多功能性能试验台架，能够完成轮毂电机四轮独立驱动系统的各种性能测试和四轮独立驱动联调试验以及各种控制策略的验证试验。 本专利技术为解决上述技术问题所采取的技术方案为:一种轮毂电机四轮独立驱动多功能性能试验台架，其特征在于:它包括控制系统、数据采集系统、电气系统、供能系统和4套单轮台架；其中每套单轮台架分别包括测试系统、被测系统和台架支撑结构； 测试系统包括依次连接的测功电机、增速器、第一法兰盘、扭矩传感器、第二法兰盘、轴承座、第三法兰盘和扰性联轴器，增速器上集成了测试换档执行机构；被测系统包括相互连接的减速器和被测轮毂电机；减速器与扰性联轴器连接； 台架支撑结构包括底座，底座由可升降的支撑垫块支撑，底座上设有测试系统支撑部分和被测系统支撑部分；其中测试系统支撑部分包括支撑架和支撑焊合，支撑架底部通过滑块与底座滑动连接，支撑架用于支撑从左到右依次连接的测功电机、增速器、第一法兰盘、扭矩传感器、第二法兰盘、轴承座、第三法兰盘和扰性联轴器，测功电机的左侧底部通过支撑焊合固定在支撑架上，测试系统支撑部分外部设有防护罩，只露出扰性联轴器的右端口 ；被测系统支撑部分设置在测试系统支撑部分的右边，包括升降支撑块总成，均通过滑块与底座滑动连接，滑动方向与支撑架一致； 控制系统包括测功电机控制器、测功控制单元、被测轮毂电机控制器和被测整车控制器，其中测功控制单元通过测功电机控制器控制测功电机，被测整车控制器通过被测轮毂电机控制器控制被测轮毂电机，测功控制单元还用于控制测试换档执行机构； 数据采集系统用于采集试验所需的所有参数并反馈给控制系统中相应的部分； 电气系统用于给以上系统进行供电，包括低压供电电路和高压供电电路； 供能系统用于给试验台架提供电能，包括动力电池及电池管理系统(BMS)和逆变器(电源)组成。 按上述方案，所述的测功控制单元通过CAN总线与测功电机控制器连接，四台测功控制单元通过CAN总线相互连接，形成一个测试系统网络。 按上述方案，所述的被测整车控制器通过CAN总线与四台被测轮毂电机控制器连接，同时BMS通过CAN总线接入，形成一个被测系统网络。 按上述方案，它还包括两台上位机，分别与测试系统网络和被测试系统网络通过CAN总线连接。 按上述方案，每个测试系统配有一个冷却系统，由测功控制单元控制；每个被测系统配有一个冷却系统，由被测整车控制器控制。 按上述方案，所述的数据采集系统包括外接电流和电压传感器，用于对被测轮毂电机、被测电机控制器和减速器进行动力输出特性、匹配进行分析。 按上述方案，所述的底座为一个由底板、垫板、横衬和纵衬构成的矩形盒体，其中垫板与所述的支撑垫块连接，纵衬上开有通视孔，底板上设有截面为“凸”形的开槽，开槽与所述的滑块匹配。 按上述方案，它还包括附件设备，附件设备包括电子油门踏板、方向盘转角信号模拟装置、打气泵、充电机中的一种或几种。 本专利技术的有益效果为: 1、本专利技术能够完成轮毂电机四轮独立驱动电动汽车动力系统的联调基本性能试验，也能对单个轮毂电机单独进行性能测试试验；通过上位机在四台测功控制单元(ECU)中植入相同或不同的阻力矩模拟程序，能够模拟一般工况和部分越野工况下的实时路面负载，在此基础上验证不同工况下的控制策略，对轮毂电机及其控制器和被测整车控制器(VCU)进行初步标定。 2、通过CAN总线，将试验台架形成测试系统和被测试系统两大独立系统；供能部分通过CAN总线将母线电压和母线电流反馈给被测试系统网络；增速器具备四个档位，可通过测功控制单元(ECU)实现自动换挡，增大了被测试部分力矩和转速的范围；两台上位机分别用于控制测试系统网络和被测试系统网络，通过CAN总线交换数据，在上位机上利用软件实现对测功控制单元(ECU)、被测整车控制器(VCU)的控制以及数据的采集、显示、保存。 3.试验台架基于电机对拖式原理，能耗较低，降低了母线电流；供能系统采用动力电池和逆变器(电源)，能够满足长时间的台架测试运行要求。 4、台架安装简便，对场地要求低，被测部件的安装也简单方便；台架还能完成对轮边电机四轮独立驱动电动汽车和电动桥式后轮驱动电动汽车的性能试验测试。 【附图说明】 图1为本专利技术一实施例中电气系统原理不意图； 图2为本专利技术一实施例中信号传递连接示意图； 图3为本专利技术一实施例中单轮台架测试系统机械结构示意图； 图4为本专利技术一实施例中单轮台架被测系统机械结构示意图； 图5为本专利技术一实施例中滑块结构示意图； 图6为本专利技术一实施例图3中底座细节示意图； 图7为本专利技术一实施例图4中升降支撑块总成的细节示意图； 图8为本专利技术一实施例图4中升降支撑块总成的另一细节示意图； 图9为本专利技术一实施例中整体机械结构示意图； 图10为本专利技术一实施例中单轮路面负载模拟模块示意图； 图11为本专利技术一实施例进行工况模拟及联调性能试验的测试原理示意图； 图12为本专利技术一实施例进行轮毂电机四轮独立驱动性能试验的测试原理图。 1-测功电机-1 ;2_测功电机控制器-1 ;3_高压配电柜-1 ;4_高压配电柜_3 ;5-测功电机控制器-3 ;6-测功电机-3 ;7_增速器-3 ；8-联轴器；9_减速器-3 ; 10-被测轮毂电机-3 ; 11-被测轮毂电机-4 ；12-减速器-4 ；13-联轴器；14-增速器-4 ; 15-测功电机-4 ；16-测功电机控制器-4 ；17-高压配电柜-4 ；18-高压配电柜-2 ;19_测功电机控制器_2 ；20-测功电机-2 ;21_增速器-2 ;22_联轴器；23_减速器-2 ;24_被测轮毂电机-2 ;25_被测轮毂电机-1 ；26-减速器-1 ；27-挠性联轴器；28_增速器-1 ;29-ECU_l ;30-ECU_3 ；31-24V蓄电池；32—DC/DC变换器；33_被测轮毂电机控制器-3 ;34_高压管理系统；35_本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轮毂电机四轮独立驱动多功能性能试验台架，其特征在于：它包括控制系统、数据采集系统、电气系统、供能系统和4套单轮台架；其中每套单轮台架分别包括测试系统、被测系统和台架支撑结构；测试系统包括依次连接的测功电机、增速器、第一法兰盘、扭矩传感器、第二法兰盘、轴承座、第三法兰盘和扰性联轴器，增速器上集成了测试换档执行机构；被测系统包括相互连接的减速器和被测轮毂电机，减速器与扰性联轴器连接；台架支撑结构包括底座，底座由可升降的支撑垫块支撑，底座上设有测试系统支撑部分和被测系统支撑部分；其中测试系统支撑部分包括支撑架和支撑焊合，支撑架底部通过滑块与底座滑动连接，支撑架用于支撑从左到右依次连接的测功电机、增速器、第一法兰盘、扭矩传感器、第二法兰盘、轴承座、第三法兰盘和扰性联轴器，测功电机的左侧底部通过支撑焊合固定在支撑架上，测试系统支撑部分外部设有防护罩，只露出扰性联轴器的右端口；被测系统支撑部分设置在测试系统支撑部分的右边，包括升降支撑块总成，均通过滑块与底座滑动连接，滑动方向与支撑架一致；控制系统包括测功电机控制器、测功控制单元、被测轮毂电机控制器和被测整车控制器，其中测功控制单元通过测功电机控制器控制测功电机，被测整车控制器通过被测轮毂电机控制器控制被测轮毂电机，测功控制单元还用于控制测试换档执行机构；数据采集系统用于采集试验所需的所有参数并反馈给控制系统中相应的部分；电气系统用于给控制系统、数据采集系统、测试系统和被测系统进行供电，包括低压供电电路和高压供电电路；供能系统用于给电气系统提供电能，包括动力电池及电池管理系统和逆变器。...

【技术特征摘要】
1.一种轮毂电机四轮独立驱动多功能性能试验台架，其特征在于:它包括控制系统、数据采集系统、电气系统、供能系统和4套单轮台架；其中每套单轮台架分别包括测试系统、被测系统和台架支撑结构； 测试系统包括依次连接的测功电机、增速器、第一法兰盘、扭矩传感器、第二法兰盘、轴承座、第三法兰盘和扰性联轴器，增速器上集成了测试换档执行机构；被测系统包括相互连接的减速器和被测轮毂电机，减速器与扰性联轴器连接； 台架支撑结构包括底座，底座由可升降的支撑垫块支撑，底座上设有测试系统支撑部分和被测系统支撑部分；其中测试系统支撑部分包括支撑架和支撑焊合，支撑架底部通过滑块与底座滑动连接，支撑架用于支撑从左到右依次连接的测功电机、增速器、第一法兰盘、扭矩传感器、第二法兰盘、轴承座、第三法兰盘和扰性联轴器，测功电机的左侧底部通过支撑焊合固定在支撑架上，测试系统支撑部分外部设有防护罩，只露出扰性联轴器的右端口 ；被测系统支撑部分设置在测试系统支撑部分的右边，包括升降支撑块总成，均通过滑块与底座滑动连接，滑动方向与支撑架一致； 控制系统包括测功电机控制器、测功控制单元、被测轮毂电机控制器和被测整车控制器，其中测功控制单元通过测功电机控制器控制测功电机，被测整车控制器通过被测轮毂电机控制器控制被测轮毂电机，测功控制单元还用于控制测试换档执行机构； 数据采集系统用于采集试验所需的所有参数并反馈给控制系统中相应的部分； 电气系统用于给控制系统、数据采集系统、测试系统和被测系统进行供电，包括低压供电电路和高压供电电路； 供能系统用于给电气系统提供电能，包括动力电池及电池管...

【专利技术属性】
技术研发人员：付翔，吴森，龙成冰，黄斌，刘帅，王红雷，王玉刚，褚少威，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42